某实验小组利用如图所示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹

某实验小组利用如图所示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹

题型:不详难度:来源:
某实验小组利用如图所示装置研究杠杆的机械效率,实验的主要步骤如下:
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码,在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计,使杠杆保持水平;
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变),在此过程中弹簧测力计的读数为F,利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2
回答下列问题:
(1)杠杆机械效率的表达式为η=______.(用已知或测量物理量符号表示)
(2)本次实验中,若提升的钩码重一定,请说出提高该杠杆机械效率的一种方法______.
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C,O、B位置不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将______(选填“变大”、“变小”或“不变”).
答案
(1)有用功为W=Gh1,总功W=Fh2,则机械效率的表达式η=
W
W
×100%=
Gh
Fs
×100%.
(2)有用功是提升钩码所做的功,额外功主要是克服杠杆重力做的功,影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例;提升的钩码重一定说明有用功一定,所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力,因此要想提高该杠杆机械效率,需减小杠杆自重.
(3)钩码的悬挂点在A点时,由杠杠的平衡条件得G•OA=F•OB;悬挂点移至C点时,由杠杠的平衡条件得G•OC=F•OB,经对比发现,由OA到OC力臂变大,所以拉力F也变大,杠杆提升的高度减小,额外功减小,因此杠杆的机械效率变大.
故答案为:(1)
Gh
Fs
×100%;(3)减小杠杆的自重;(4)变大.
举一反三
图中用剪刀剪断物体,若想省力,物体应放在______(选A或B),原因是______.当物体放在B点时,此时剪刀是______杠杆.若使用剪刀剪纸的机械效率是85%,那么对剪纸做功0.85J时,动力做的功应该是______J.
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